Capítulo 1: Pasta condutora-à base de água: uma nova direção para aplicações CNT
Na indústria de baterias de lítio, quando a maioria das pessoas pensa em pasta condutora CNT, a primeira coisa que vem à mente é a pasta-à base de óleo com sistema NMP. No entanto, com a crescente pressão ambiental e as crescentes demandas de controle de custos, a pasta condutora CNT à base de água está se tornando um foco de atenção da indústria.
A pasta condutora-à base de água, como o nome sugere, é um produto líquido que usa água como meio de dispersão e CNTs como fase condutora. A maior diferença entre ela e a pasta tradicional-à base de óleo é que o solvente foi alterado de NMP para água. Esta mudança traz não apenas uma mudança na estrutura de custos, mas também uma reconstrução completa da lógica do processo.
"A pasta-de CNT à base de água é um material composto com CNTs como componente principal. Possui excelente condutividade elétrica, propriedades mecânicas e propriedades térmicas, e é amplamente utilizada em muitos campos, como aditivos condutores de baterias de lítio, revestimentos condutores, revestimentos anti-corrosão, revestimentos de dissipação térmica, reforço de material compósito e sensores." Hoje vamos falar sobre esse "candidato verde" - quais são as vantagens, dificuldades, métodos de uso e quem está fazendo a pasta condutora CNT à base de água-.
Capítulo 2: Por que escolher produtos à base de água-? Três vantagens principais
2.1 Ecologicamente correto e não{1}}tóxico, alinhado às tendências de fabricação verde
A NMP (N-metilpirrolidona), embora seja um excelente solvente, tem toxicidade reprodutiva e está listada como uma substância de grande preocupação pelo regulamento REACH da UE. Com a implementação de novos regulamentos, como o Regulamento de Baterias da UE, os materiais de baterias que contêm NMP enfrentam um escrutínio regulamentar mais rigoroso quando exportados.
A pasta condutora CNT à base de água usa água como solvente, resolvendo fundamentalmente esse problema. Conforme demonstrado pela mais recente patente da Double Deer Battery, seu revestimento composto superhidrofóbico condutor à base de água- "abandona os solventes orgânicos, alcançando um avanço no equilíbrio entre custo, proteção ambiental e desempenho".
2.2 Vantagem de Custo Significativa
O preço da NMP flutua significativamente, enquanto o custo da água é quase insignificante. Embora a pasta-à base de água exija a adição de mais dispersante para manter a estabilidade, o custo abrangente ainda é significativamente menor do que o dos sistemas-à base de óleo.
"Adicionar pasta CNT-à base de água como aditivo condutor a pastas catódicas-à base de água pode reduzir significativamente os custos, melhorar a segurança pessoal e melhorar a segurança ambiental."
2.3 Adaptabilidade a processos de revestimento-de alta velocidade
Após a otimização, a pasta-à base de água apresenta excelentes propriedades reológicas, suportando processos de revestimento-de alta velocidade. "A pasta condutora à base de água-da Shandong Tanfeng New Material usa CNTs de parede única-de alta pureza-como fase condutora e água como meio de dispersão. Ela tem boa estabilidade de dispersão e características de proteção ambiental, e é amplamente utilizada em revestimentos de eletrodos de baterias de lítio, filmes condutores transparentes, revestimentos anti{7}}estáticos e outros campos, suportando processos de revestimento de alta-velocidade."
Capítulo 3: O maior desafio dos sistemas baseados em água-: os CNTs têm "medo de água"
Tudo tem dois lados. Embora os sistemas-baseados em água sejam ecologicamente corretos e baratos, eles enfrentam um problema técnico fundamental: os CNTs são hidrofóbicos.
A superfície dos CNTs é composta por átomos de carbono, exibindo naturalmente hidrofobicidade, tornando-os muito propensos à agregação e precipitação em água. A nanoestrutura fina e longa dos CNTs de parede-simples faz com que os tubos se enrosquem uns nos outros, formando facilmente "bolas de fios" fortemente emaranhadas que são difíceis de dispersar.
3.1 Avanço de Shandong Tanfeng: Dispersão estável por um ano sem sedimentação
A equipe enfrentou diretamente esse desafio comum do setor. Através de pesquisas teóricas e um grande número de verificações experimentais, eles projetaram um novo sistema de dispersão composto por surfactantes, dispersantes e estabilizantes.
Os resultados da pesquisa mostraram que a relação entre a "quantidade" e a "qualidade" do dispersante-de CNT de parede simples não é proporcional - no novo sistema, mesmo que uma pequena quantidade de solvente orgânico seja adicionada à pasta à base de-água, a separação sólida-líquida não ocorre, e os CNTs-de parede simples podem permanecer dispersos de forma estável na pasta por um ano sem sedimentação.
Este produto utiliza muito o potencial de condutividade elétrica de tubos-de parede simples. Pode ser usado para preparar grandes quantidades de filmes condutores transparentes com alta transmitância de luz e baixa resistência superficial por meio de processos de revestimento úmido, e também pode ser usado como aditivo condutor em áreas como energia nova.
3.2 Formulação do Composto: Sinergia de CNTs + Negro de Fumo + Grafeno
Além de otimizar o sistema de dispersão, outra abordagem é melhorar a dispersibilidade e a condutividade elétrica através da combinação de múltiplos materiais condutores.
"Um líquido condutor composto-de alto-sólido-à base de água, suas matérias-primas de preparação incluem 2%-3% CNTs, 5%-6% de negro de fumo, 1,5%-2,5% de grafeno, 1,5%-2,5% de dispersante, 0,05%-0,2% de regulador e o equilíbrio de água deionizada. Através de um processamento rota combinando moagem de bolas, moagem de esferas e homogeneização, um líquido condutor composto de alto teor de sólidos à base de água com alta condutividade elétrica e alta fluidez foi obtido."
A vantagem dessa formulação composta reside em: o negro de fumo preenche as lacunas entre os CNTs, o grafeno fornece uma rede condutora bi-dimensional e os três trabalham juntos para construir uma estrutura condutora-tridimensional, ao mesmo tempo que melhora a estabilidade da dispersão e a eficiência da condutividade elétrica.
Capítulo 4: Cenário do mercado - Quem está implantando pasta condutora à base de água-?
À medida que a tecnologia-de pasta à base de água amadurece gradualmente, mais e mais empresas estão começando a entrar nesse caminho.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. é uma empresa de alta-tecnologia focada em pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas de novo-pó CNT de parede única e sua série de produtos de pasta condutora. Seus principais produtos incluem: pó CNT de parede-única-de alta pureza, pasta condutora-à base de água e pasta condutora à base de óleo-NMP. Os produtos podem ser aplicados em aditivos condutores de ânodos e cátodos de baterias de lítio, energia fotovoltaica, células de combustível de energia de hidrogênio, chips-à base de carbono, dispositivos nanoeletrônicos, sensores, plásticos condutores, polímeros condutores, látex anti-estático e outros campos.
A Tanfeng se concentra na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de tecnologia de dispersão de pó CNT de parede-única e pasta condutora. A empresa lançou agora uma série de pastas condutoras CNT de parede simples-de alta pureza-de parede única, cobrindo sistemas à base de-óleo e água-. Suas principais características são: conteúdo sólido ajustável, boa dispersibilidade, alto custo-efetivo, respeito ao meio ambiente e não{8}}toxicidade, e eles quebraram com sucesso o monopólio internacional.
O gerente geral da empresa apresentou: "Nossos CNTs de alta-desenvolvimento próprio-podem melhorar significativamente a condutividade elétrica e a densidade de energia dos ânodos e cátodos das baterias de lítio, podem substituir os aditivos condutores tradicionais de negro de fumo e melhorar ainda mais o desempenho dos aditivos condutores convencionais."
Capítulo 5: Parâmetros do Produto e Cenários de Aplicação
5.1 Parâmetros Típicos do Produto
Tomando como exemplo os produtos convencionais do mercado, os principais parâmetros da pasta condutora CNT à base de água-são os seguintes:
| Parâmetro | Valor típico | Descrição |
|---|---|---|
| Conteúdo CNT | 5% | Pasta de dente-gosta de alta concentração |
| Diâmetro do tubo | 1-2nm | Tubo-de parede simples |
| Comprimento do tubo | Menor ou igual a 50 μm | Alta proporção |
| Prazo de validade | 180 dias | Armazenar em local seco e em temperatura ambiente, longe da luz |
| Estabilidade de Dispersão | Maior ou igual a 1 ano | - |
5.2 Principais Campos de Aplicação
Campo de Energia:O aditivo condutor de bateria de lítio - pode formar uma rede condutora eficiente, reduzir a resistência interna da bateria, melhorar a utilização da capacidade específica de materiais ativos, aumentar a alta-densidade de potência de descarga de corrente e prolongar a vida útil da bateria; materiais de eletrodo de supercapacitor.
Campo de revestimento:Revestimentos condutores (componentes eletrônicos, blindagem eletromagnética); revestimentos anti-corrosão (reduzem o teor de zinco e melhoram o desempenho anti-corrosão); revestimentos de dissipação térmica (equipamentos eletrônicos, dissipação de calor automotivo).
Campo de Material Composto:Aditivos para polímeros e borracha, melhorando propriedades mecânicas, condutividade elétrica e estabilidade térmica, utilizados na indústria aeroespacial, automotiva, equipamentos esportivos, etc.
Campo do sensor:Sensores de gases, biossensores, utilizados para monitoramento ambiental, diagnóstico médico.
Filme eletrotérmico:Longa vida, baixa deterioração, baixo consumo de energia, utilizado para aquecimento, descongelamento.
Capítulo 6: Vantagens de Shandong Tanfeng - Da tecnologia de dispersão à implementação da industrialização
Como fabricante de CNT, nossas principais vantagens no campo de pastas-à base de água se refletem nos seguintes aspectos:
Primeiro, dominar a tecnologia principal de dispersão-baseada em água.O maior obstáculo para pastas-à base de água é a tecnologia de dispersão. Por meio de nosso-sistema dispersante autodesenvolvido e processos de modificação de superfície, resolvemos o problema da aglomeração de CNT na água. O excelente sistema de dispersão pode alcançar dispersão estável de CNTs de parede-simples em pasta-à base de água por um ano sem sedimentação.
Segundo, controle completo-de impurezas do processo.A pureza é a alma da pasta CNT-de parede simples. Durante o processo de produção de nossa pasta-à base de água, cada lote de produto passa por um rigoroso tratamento de remoção magnética para garantir que as impurezas metálicas sejam controladas no nível de ppm. Esta é a principal garantia para o excelente desempenho e qualidade estável do produto.
Terceiro, layout-completo da cadeia, do pó à pasta.Nós não apenas produzimos pó de CNT de parede-única, mas também o processamos em produtos de pasta à base de água-prontos para-usar-. A empresa estabeleceu um sistema completo de gerenciamento de qualidade ISO9001 e está avançando ativamente na certificação de qualidade da indústria automotiva IATF16949, construindo um-sistema de controle de qualidade de todo o processo, desde a pesquisa e desenvolvimento até o serviço.
Quarto, garantia de capacidade de produção em grande-escala.Com o rápido crescimento da demanda do mercado por pastas-à base de água, estamos expandindo continuamente nossa capacidade de produção. Várias linhas de produção de pasta condutora CNT foram colocadas em operação. Ao mesmo tempo, estamos construindo novas linhas de produção de pasta CNT de parede-única-de alta qualidade, alcançando melhorias simultâneas da pasta convencional e da pasta-de alta qualidade, proporcionando aos clientes um fornecimento estável de produtos em escala-de lote.
Atualmente, nossos produtos de pasta condutora CNT{0}}à base de água são amplamente utilizados em aditivos condutores de baterias de lítio, revestimentos condutores, revestimentos anti{1}estáticos e outros campos, com o desempenho do produto atingindo níveis internacionalmente avançados. À medida que as regulamentações ambientais se tornam mais rigorosas e as pressões de custos aumentam, a pasta condutora CNT à base de água está em transição de uma "solução alternativa" para uma "escolha convencional". Se você está procurando uma solução condutora CNT ecologicamente correta, eficiente e estável, não hesite em nos contatar.